2021年新课标新高考生物复习练习讲义：专题25 基因工程与蛋白质工程

(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内,一般先用 处理大肠杆菌使之成为 细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于 中与该类细胞混合,在一定温度下促进细胞吸收DNA分子完成转化过程。

(4)经过目的基因的检测和表达,获得Con-Ins GI毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性,导致这种差异的原因可能是 。

答案 (1)终止子 鉴别和筛选含有目的基因的细胞

(2)氨基酸 T4DNA连接酶 (3)Ca(CaCl2溶液) 感受态 缓冲液 (4)大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未加工

10.(2020届湖北天门、仙桃、潜江联考,35)某植物抗虫基因转录的mRNA下游序列已知,但其上游序列未知。现利用PCR技术扩增该基因,简要流程如图所示,其中①~③表示有关过程,Ⅰ~Ⅲ表示有关物质。请回答下列问题:(8分)

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(1)过程①反应体系中需要加入 酶,生成杂合双链物质Ⅰ。

(2)利用DNA末端转移酶催化过程②,使cDNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列AAA(A)n,进而利于过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ。在过程③反应体系中还需要添加新的引物,新引物的碱基序列应该是 。

(3)得到物质Ⅲ后,通常还需在其两端增加 序列,以便切割后与相应的运载体重组。将基因表达载体导入大肠杆菌之前,还需用 处理大肠杆菌。

(4)在利用PCR技术扩增某DNA中的某一目的基因时,需要用到的酶是 ,依据的原理是 。

答案 (1)逆转录 (2)TTT(T)n (3)限制酶识别 Ca(CaCl2溶液) (4)热稳定DNA聚合酶(Taq酶) DNA

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双链复制(DNA复制)

11.(2020届河北邢台一模,31)当植物受到害虫吞食后,植物体内的水杨酸(SA)含量升高,促进启动子PR-Ⅰ启动其下游基因的表达,提高了植物的防御能力,科学家根据这一特性利用启动子PR-Ⅰ和烟草抗虫基因构建重组质粒,以培育转基因抗虫烟草,请回答下列问题:(8分)

(1)基因工程中目的基因可以从基因文库中获取。构建cDNA文库时应该以从细胞内提取的 作为模板,在 酶的催化作用下合成cDNA片段,获得的cDNA片段 (填“包含”或“不包含”)启动子序列。

(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,其目的是 。扩增目的基因的过程中,DNA解旋为单链后要适当 (填“升高”或“降低”)反应体系温度,以便引物与模板结合。

(3)含有启动子PR-Ⅰ和烟草抗虫基因的完整重组质粒构建完成后要进行转化。转化指的是

。

(4)喷洒SA能提高该抗虫转基因烟草的抗虫性,原因是 。

答案 (1)mRNA 逆转录 不包含 (2)根据这一序列合成引物 降低 (3)目的基因进入受体细胞,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程 (4)SA能促进启动子PR-Ⅰ启动抗虫基因的表达,增强烟草的抗虫性 12.(2020届重庆南岸开学考,38)自然界中能够产生生物荧光的酶统称为荧光素酶。荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的利用。(9分)

(1)荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因,其作用是将 筛选出来。 (2)为在短时间内获得大量的荧光素酶基因,可利用 技术进行扩增。

(3)迄今为止,可将上述具有荧光素酶基因的运载体导入动物细胞的技术,应用最多的、最有效的方法

是 。经一系列步骤,将所获得的胚胎早期培养一段时间后,再移植到雌性动物的 或子宫内,使其发育成为具有新性状的动物。

(4)为提高对胚胎的利用率,对早期胚胎可进行的操作是 。为确定荧光素酶基因是否在动物体内顺利地表达,常采用的方法是 。

(5)表为4种限制酶的识别序列和酶切位点,图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法(只用一种酶)获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是 。

限制酶 酶切 位点

MspⅠ

BamHⅠ

MboⅠ

SmaⅠ

答案 (1)含有目的基因的细胞 (2)PCR (3)显微注射技术 输卵管 (4)胚胎分割 抗原—抗体杂交 (5)MspⅠ

13.(2019福建泉州一模,38)干扰素是一类几乎能抵抗所有病毒的糖蛋白,可利用基因工程技术进行制备。请回答:(7分)

(1)利用mRNA的反转录产物可构建 文库,进而获得干扰素目的基因,该文库不同于基因组文库的特点是 (答出两点)。

(2)将干扰素目的基因导入大肠杆菌实现转化时,首先应用 处理大肠杆菌,使之处于 态。大肠杆菌刚表达出的干扰素一般没有活性,原因是 。

(3)利用基因工程生产的干扰素在体外往往不易保存,可通过 工程对其进行改造以延长保存时间。 答案 (1)cDNA(或部分基因) 文库较小、基因中没有启动子、基因中没有内含子、只含有某种生物的部分基因、全部基因可在物种间进行交流 (2)CaCl2(Ca) 感受 大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞器,

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不能对翻译后的蛋白质进行加工 (3)蛋白质

14.(2019河北石家庄一模,38)干扰素可以用于治疗病毒感染和癌症,但在体外保存相当困难。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么,在-70 ℃条件下可以保存半年,这需要利用蛋白质工程来完成。请回答下列问题:(9分)

(1)天然蛋白质的合成过程是按照 进行的,而蛋白质工程与之相反。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过 ,对现有蛋白质进行改造,或制造新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需要。

(2)若将干扰素的一个半胱氨酸变成丝氨酸,推测相应的脱氧核苷酸序列 (填“是”或“不是”)唯一的。可利用PCR技术扩增相应基因,该技术的前提是要有一段 ,以便根据这一序列合成引物。

(3)科学家在基因工程和蛋白质工程中常用大肠杆菌作为受体细胞,原因是 (答出两点即可)。大肠杆菌常用的转化方法是首先用 处理后成为 细胞,再与重组表达载体溶于缓冲溶液中完成转化。

(4)干扰素基因是否翻译出蛋白质,可用 (物质)进行检测。

答案 (1)中心法则 基因修饰或基因合成 (2)不是 已知目的基因的核苷酸序列 (3)繁殖快,多为单细胞,遗传物质相对较少 Ca 感受态 (4)(干扰素)抗体

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解析 (1)天然蛋白质的合成过程是按照中心法则中转录和翻译过程进行的,而蛋白质工程与之相反。根据蛋白质工程的概念可知,蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需要。(2)由于丝氨酸由多种密码子来决定,因此通过题述方法获得的脱氧核苷酸序列不是唯一的。在PCR技术中扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。(3)原核生物作为基因工程中的受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、容易培养、遗传物质相对较少等,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是首先用Ca处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体溶于缓冲液中,与感受态细

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胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子(重组表达载体),完成转化过程。(4)检测干扰素的基因是否表达,可用抗原—抗体杂交的技术进行检测,即用(干扰素的)抗体进行检测。

题后悟道 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程,因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现。

15.(2019福建漳州二模,38)请回答下列有关基因工程及其应用的问题:(8分)

(1)多种 和DNA连接酶,以及逆转录酶的发现,为DNA的切割、连接以及获得目的基因创造了条件。

(2)基因工程的核心步骤是 ;重组Ti质粒载体结构中T-DNA的作用是

。

(3)科学家设法使烟草细胞形成微创伤,受伤部位细胞产生的乙酰丁香酮可吸引农杆菌向受伤部位集中,这时农杆菌携带某种目的基因进入烟草细胞,获得的转基因烟草细胞通过 技术最终获得转基因烟草,检测烟草细胞中该目的基因是否成功表达出蛋白质的方法是 。

(4)利用 处理植物体细胞可得到原生质体,将目的基因导入植物细胞的方法中除题(3)所述方法外,还可采用 。

答案 (1)限制酶(或限制性核酸内切酶) (2)构建基因表达载体 携带目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞中染色体的DNA上 (3)植物组织培养 抗原—抗体杂交 (4)纤维素酶和果胶酶 基因枪法和花粉管通道法